题目内容
14.已知函数f(x)=ax3+2x-a,(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)若a=n,且n∈N*,设xn是函数${f_n}(x)=n{x^3}+2x-n$的零点,证明:当n≥2时存在唯一xn,且${x_n}∈(\frac{n}{n+1},1)$.
分析 (1)对f(x)求导得到单调区间;(2)由(1)得,fn(x)=nx3+2x-n在R上单调递增,证明fn($\frac{n}{n+1}$)=-($\frac{n}{n+1}$)3( $\frac{{n}^{2}-n-1}{{n}^{2}}$)即可.
解答 解:(1)f′(x)=3ax2+2,
若a≥0,则f′(x)>0,函数f(x)在R上单调递增;
若a<0,令f'(x)>0,∴x>$\sqrt{\frac{2}{3a}}$或x<-$\sqrt{\frac{2}{3a}}$,
函数f(x)的单调递增区间为(-∞,$\sqrt{\frac{2}{3a}}$)和($\sqrt{\frac{2}{3a}}$,+∞);
(2)证明:由(1)得,fn(x)=nx3+2x-n在R上单调递增,
又fn(1)=n+2-n=2>0,
fn(2)=n23+2×2-n=8n+4-n=7n+4>0,
fn($\frac{n}{n+1}$)=n($\frac{n}{n+1}$)3+2($\frac{n}{n+1}$)-n=-($\frac{n}{n+1}$)3( $\frac{{n}^{2}-n-1}{{n}^{2}}$),
当n≥2时,g(n)=n2-n-1>0,fn($\frac{n}{n+1}$)<0,
n≥2时存在唯一xn且xn∈($\frac{n}{n+1}$,1).
点评 本题主要考查了导数的求单调区间的方法以及函数的零点问题,是一道中档题.
练习册系列答案
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